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En conception distribuée, dans la phase du dimensionnement du produit, des incohérences peuvent émerger entre les objectifs de conception et entre les procédures de travail des sous-systèmes hétérogènes. Dans cette phase, les acteurs de conception doivent collaborer d’une manière concourante, car leurs tâches sont reliées les unes aux autres par les couplages de dimensionnement entre leurs sous-problèmes. Les incohérences peuvent provoquer des conflits de conception en raison de ces couplages. La question est de savoir comment obtenir une convergence collaborative pour satisfaire les objectifs globaux et individuels des acteurs de conception lorsque ces acteurs prennent des décisions de conception sous incertitude. L'objectif de cette thèse est de proposer un modèle pour empêcher et résoudre les conflits de conception, tout en surmontant le problème de l'incertitude de la conception avec l'approche de « conception basée sur les ensembles » (SBD). Pour cela, les attitudes de conception sont modélisées avec le paradigme « Croyances-Désirs-Intentions » afin d'explorer les incohérences et gérer les conflits dans les processus de conception. L'approche ascendante conventionnelle est ainsi étendue grâce à des techniques de modélisation multi-agents. Dans cette approche, les agents de conception peuvent fixer des exigences directement sur leurs indicateurs de « bien-être ». Ces indicateurs représentent la manière dont leurs objectifs de conception sont susceptibles d'être satisfaits à un moment donné du processus. Des simulations de Monte Carlo sont effectuées pour évaluer la performance de cette approche, offrant une variété d'attitudes de l'agent. Par rapport aux approches classiques de conception ascendante et descendante, les résultats révèlent moins de conflits de conception et une intensité des conflits réduite. Les techniques de « problème de satisfaction de contraintes » (CSP) et les attitudes de conception sont appliquées pour détecter et justifier des conflits de conception entre les agents hétérogènes. Une nouvelle forme du modèle « Cooperative CSP » (CoCSP) est ainsi mise au point afin de résoudre les conflits de conception en détectant le compromis entre les contraintes. Le système de résolution des conflits peut être adopté grâce à différentes stratégies proposées qui prennent en compte l'architecture de solidarité des agents. Les résultats des simulations montrent que l'intensité des conflits en conception distribuée est réduite par la promotion de la solidarité qui déclenche une aide aux agents en souffrance. / In the product dimensioning phase of a distributed design, inconsistencies can emerge among design objectives as well as among working procedures of heterogeneous subsystems. In this phase, design actors which compose subsystems must collaborate concurrently, since their works are linked to each other through dimensioning couplings among their sub-problems. Inconsistencies through these couplings yield thus to design conflicts. The issue is how to obtain a collaborative convergence to satisfy the global and individual objectives of design actors when making design decisions under uncertainty. The objective of this dissertation is to propose a model for preventing and resolving design conflicts in order to obtain a collaborative convergence, while overcoming the design uncertainty through Set-based Design (SBD). Design attitudes are modeled with Belief-Desire-Intention paradigm to explore inconsistencies and manage conflicts in design processes. The conventional bottom-up approach is thus extended through agent-based attitude modeling techniques. In this approach, design agents can set requirements directly on their wellbeing values that represent how their design targets are likely to be met at a given moment of the design process. Monte Carlo simulations are performed to evaluate the performance of this approach, providing a variety of agent attitudes. Compared to conventional bottom-up and top-down design approaches, the results reveal a fewer number of design conflicts and a reduced aggregated conflict intensity. Constraint satisfaction problem (CSP) techniques and design attitudes are both applied to detect and justify design conflicts of heterogeneous design agents. A novel cooperative CSP (CoCSP) is developed in order to resolve design conflicts through compromising constraint restriction. The conflict resolution system can be adopted for different proposed strategies which take into account the solidarity architecture of design agents. The simulation results show that while promoting solidarity in distributed design by helping agents that suffer, the conflict intensity is reduced, and better design results are obtained.

L’objectif de ce travail de thèse est de réaliser des substrats et des dispositifs de culture cellulaire pour des applications à grande échelle. En utilisant à la fois des techniques de lithographie conventionnelles et non conventionnelles, nous avons d'abord fabriqué des matrices denses de piliers élastomère avec un gradient de hauteur pour les études de migration cellulaire et nous avons observé un allongement cellulaire remarquable et une migration cellulaire dirigée, tout dépendant du gradient de rigidité. Les micropiliers élastomères pourraient également être organisés en gradient de hauteur oscillant, montrant des comportements cellulaire similaires. Sur la base d'une approche biomimétique, nous avons produit des nanofibres à deux côtés d'une membrane avec des trous traversants pour l’adhésion et la migration tridimensionnelles de cellules. Nos résultats ont montré qu'un tel substrat peut favoriser l'infiltration et la prolifération des cellules dans un environnement 3D. Enfin, nous avons utilisé des réseaux micropiliers de différentes hauteurs en tant que substrat de rigidité contrôlée pour la différenciation des cardiomyocytes à partir de cellules souches pluripotentes l'homme. À l'aide d'un stencil en élastomère, des embryons uniformes pourraient être obtenus et dérivés vers les cellules de ciblage sur le substrat de différentes rigidité, montrant clairement une dépendance de rigidité des substrats. / The purpose of this work is to develop manufacturable cell culture substrates and devices for large scale applications. By using both conventional and non-conventional lithography techniques, we firstly fabricated dense elastomer pillar arrays with height gradient for cell migration studies and we observed remarkable cell elongation and directed cell migration, all depending on the strength of the stiffness gradient. Elastomer micropillars could also be organized in ripple-like height gradient patterns, showing similar cell behaviors. Based on a biomimetic approach, we produced nanofibers on both side of a membrane with through holes for three-dimensional cell adhesion and migration. Our results showed that such a 3D scaffold can promote the cell infiltration and proliferation. Finally, we used micropillar arrays of different height as stiffness controlled substrate for cardiomyocytes differentiation from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs). With the help of an elastomer stencil, uniform embryoids could be obtained and derived to the targeting cells on the substrate of different stiffness, showing a clear stiffness dependence of the substrates.

La conception de systèmes multi-physiques impliquant des ingénieurs de différentes disciplines (mécanique, électronique, physique des capteurs, etc.), et plus particulièrement les systèmes destinés à l'exploitation dans des conditions sévères (sous contraintes dimensionnelles, chocs et vibrations, supportant des températures élevées et des hautes pressions), soulève de nombreuses questions difficiles dans la conception de systèmes complexes. Ces produits hautement intégrés sont caractérisés par de multiples flux fonctionnels passant par des composants communs. Les attendu très élevé des différents ingénieurs peuvent sur-contraindre les modules architecturaux, ainsi que les connections et les performances de certaines fonctions. Cette intégration de fonctions multi-physiques dans les produits de taille limitée qui opèrent dans des conditions sévères résulte d’une interaction intense entre les paramètres de conception et de fonctionnalités attendues. Dès qu'un paramètre de conception est modifié, les performances de plusieurs fonctions peuvent être affectées. Cela est dû au degré élevé d'optimisation des performances et le fait que plusieurs fonctions font partie du flux de processus résultant d'une seule composante. En outre, certaines disciplines peuvent être plus contraintes que d'autres selon le challenge que représentent l’atteinte des performances données et le concept considéré. Ci-après, nous nous référons aux modules architecturaux, aux connexions et aux disciplines comme des objets contraignables. Aujourd'hui, sans aucun outil de prédiction permettant de localiser ces aspects qui sont susceptibles d'être fortement contraints, les conséquences peuvent être dramatiques. Par exemple, la gestion de projet dans l'industrie pétrolière est souvent responsable de dérives inacceptables pour le cout du projet et son planning pouvant aller jusqu'à l’échec du projet.Dans notre étude, nous proposons d'enrichir sémantiquement des représentations conventionnelles de la complexité du produit. Nous utilisons une matrice DSM (Design Structure Matrix) pour représenter les connexions physiques dans les alternatives de concepts, une matrice DMM (Domain Mapping Matrix) pour relier les fonctions avec l'architecture, et une matrice Maison de la Qualité – QFD (Quality Function Deployment) d'une façon non conventionnelle, afin de propager la vision des ingénieurs sur les performances des composants comme la traditionnelle «voix du client». Notre première contribution concerne l'enrichissement de ces représentations. Nous enrichissons la représentation DSM par une typologie de connexion physique, permettant un éventail d’alternative à un stade de la conception. Pour une connexion, l'information donnée sur la nature des difficultés susceptibles est incorporée dans un modèle de données. Nous enrichissons la représentation DMM par la description du flux fonctionnel au travers des modules architecturaux. Nous adaptons la méthode QFD pour capturer la voix de disciplines impliquée dans le projet; cet enrichissement ontologique des données de conception rend plus facile le management des conflits en conception de systèmes multi-physiques. Dans cet objectif, sept tableaux de bord sont proposés à l'équipe de conception comme des outils utiles pour converger à partir d'un ensemble de configurations architecturales potentielles vers une architecture unique. Ce processus de convergence est supporté par la nécessité d'éviter les contraintes trop fortes sur certaines disciplines, cet équilibre est réalisé par la propagation des contraintes de conception dans le système. Les sept tableaux de bord sont organisés en deux vecteurs: le vecteur d'ambition et le vecteur de difficulté. Le vecteur d’ambition indique le degré de liberté dans l'exploration de l'espace de conception de l'architecture. Le vecteur difficulté offre des informations heuristiques sur la nature et les niveaux de la difficulté à atteindre les objectifs de performance. [...] / MultiGphysics systems design, including the design of mechatronics systems, involvings designers in different disciplines (e.g., mechanics, electronics, physics of sensors, etc.), particularly design for systems intended for operation in severe conditions (withstanding shocks, vibrations, high temperatures, and high pressures in limited dimensions), raises many of the challenging issues in the design of complex systems. Consequently, highly integrated products are characterized by multiple functional flows passing through common components. Very high performance requirements from the different designers may over-constrain architectural modules, as well as connections, and the performance of some functions. The integration of multi-physics functions within products of limited size that operate in severe conditions results in an intense" interaction between design parameters and expected functionality. As soon as a design parameter is changed, the performance of several functions may be impacted. This is due to a high degree of performance optimization and the fact that several functions are part of the functional flow stemming from a single component. In addition, some disciplines may be more constrained than others, depending upon given performance challenges and the concept architecture being considered. Hereafter, we refer to architectural modules, connections and disciplines as constrainable objects. Today, with no prediction tool for locating the aspects that are likely to be highly constrained, consequences may be dramatic. For instance, project management for systems in the oil industry is often responsible for unacceptable additions to project overhead costs and project timelines for a project that may simply fail in the end. In our study, we propose to semantically enrich conventional representation models of product complexity.We use a design structure matrix (DSM) to represent admissible architecture connections and dependency configurations, a domain mapping matrix (DMM) to link functions and architecture, and quality function deployment (QFD), in a non conventional way, in order to propagate the designers aims for performance of the components more than the traditional voice of the customer. We enrich DSM representations with a physical connection typology, allowing a range of choices at an early design stage For a given connection, information regarding the nature of likeldesign difficulties is incorporated into a data model. We enrich DMM representations with functional flow sequencing along the architectural modules. We adapt the QFD method to capture the voice of the engineering disciplines involved in the project this ontological enrichment of design data makes it easier to envision and manage design challenges for multiGphysics systems. Seven design assessment cards are proposed to the design team as meaningful tools used to converge from a set of potential architectural configurations toward single architecture. This convergence process is driven by the necessity of avoiding highly constrained constrainable objects, achieved by balancing and spreading the design constraints throughout the system. The seven assessment cards are organized into two major design quality vectors: the ambition vector and the difficulty vector. The ambition vector indicates degrees of freedom in exploration of the architecture design space. The difficulty vector offers heuristic information on the nature and levels of the difficulties in meeting performance targets. The resulting method, which we call the multi-physics design scorecard" (MPDS), was applied to the design of a power electronics controller (PEC), a regulator board involving three sectors: mechanics, electronics, and packaging. Data gathering and implementation of theMPDSmethod took the design team just one day. The method immediately generated improved architectures, guaranteeing at the same time a more robust further design process.

Certains facteurs (terrain, travail et capital) étaient considérés comme accessibles, suffisants et à la base même de la compétitivité économique. La connaissance cependant n'avait pas retenu beaucoup d'attention. Actuellement, c'est l’ère de l'économie basée sur la connaissance qui est impactée par l'usage croissant des technologies de l’information. Les facteurs de la production cités auparavant s’avèrent ainsi insuffisants pour maintenir l'avantage compétitif de l’entreprise et la connaissance est sensée jouer un rôle clé dans ce contexte. L'étude de Yoong et Molina montre que le seul moyen de survivre dans un environnement de plus en plus concurrentiel est que les PMEs forment des alliances stratégiques ou des fusions avec d’autres entreprises semblables ou complémentaires. Les résultats de leur étude prônent le concept du «cluster industriel», proposé initialement par Michael Porter en 1990. Ainsi, les gouvernements essayent de soutenir ces PMEs via des moyens financiers, des stratégies politiques ou encore des promotions à l’import/export.Cependant, un grand nombre de PMEs n’arrive pas à survivre dans le contexte de concurrence du marché mondial. Les nouveaux facteurs clés du succès, mis en évidence par ces recherches, sont principalement le partage des connaissances et la collaboration au sein du cluster. Ainsi, l’application d’une approche de gestion des connaissances pour le développement du cluster devrait permettre à ces entreprises d’acquérir plus d’efficacité dans la réalisation de leurs objectifs. Pour répondre à la problématique générale de ce travail de thèse, nous avons organisé notre travail en quatre niveaux. Tout d’abord le niveau contextuel qui se concentre sur le modèle du cluster, son modèle organisationnel et le modèle des tâches induites. Le second niveau, dit conceptuel, est axé sur le modèle de connaissance et de collaboration. Ensuite, le niveau de conception se concentre sur la conversion des exigences en architecture, scenarios et spécifications. Enfin, le niveau relatif à la mise en œuvre a pour but de développer le système KMS en tenant compte des spécificités données dans le niveau précédant.L’architecture KMS proposée est divisée en trois niveaux de service i.e. le service de connaissance, le service de collaboration et le service de présentation. Le service de connaissance est le cœur du système puisqu’il permet aux membres du cluster de représenter, partager, et réutiliser la connaissance à travers le KMS. L’infrastructure de ce service est basée sur la technologie FLEX, qui permet de créer un GUI (Graphique User Interface) avec les utilisateurs et donne l’accès à un service web sur un serveur. Le concept de carte de connaissance a été pris en compte en tant que moyen permettant d’échanger la connaissance dans ce niveau. Nous avons développé un service de collaboration dans l’intention de renforcer les activités collaboratives du cluster industriel. Ces cartes ont aussi pour mission de faire circuler la connaissance de l’expert aux utilisateurs, et ceci, au bon moment et au bon endroit. De ce fait, nous avons développé ce niveau avec les technologies PHP et Ajax.Finalement, le service de présentation s’attache à visualiser et personnaliser tous les services fournis par le KMS pour les utilisateurs de manière optimale. L’objectif principal de ce service est d’intégrer harmonieusement le KMS dans les activités du cluster. Nous avons donc développé un outil d’informatique de connaissance (Knowledge Widget) qui est en fait une application légère destinée au client pour personnaliser le KMS dans le rôle qu’il doit jouer pour chaque groupe.En conclusion, les résultats explicites de cette étude peuvent être divisés en deux parties. La première concerne la méthodologie d’évaluation du KMS pour le cluster. Cette méthodologie peut aussi être généralisée à d’autres clusters dans différents domaines.... / The knowledge-based economy forces SMEs to form strategic alliances or merge with other similar or business companies in order to compete in the world markets. In the meantime, the concept of the industry cluster was widely implemented in many developing and developed countries for improving the competitiveness of their industries. Although many clusters have successful to develop their competitiveness, large numbers of them have failed. The study of Ecotec [DTI 05] which focuses on the key success factors of the cluster development stated that the two factors of the cluster development are collaboration and knowledge sharing among the cluster members. Thus, the principle of this study is to enhance the cluster by adopting the notion of the knowledge management which focuses on creation, representation, sharing, and reusing the knowledge. Therefore, Knowledge Management System (KMS) architecture for the cluster is proposed in this study in order to support these processes. We propose a “Model Suite” for analyzing and designing the KMS which comprises four levels:Firstly, the context level focuses on the cluster organizational analysis, which will present a global view of the actors, knowledge assets, and knowledge-intensive tasks of the specific cluster. Secondly, the concept level focuses on the knowledge itself by modeling the experts’ knowledge into the explicit form. Moreover, it also examines the collaboration model of the cluster. Thirdly, the design level aims at extracting cluster’s requirements into the system specification in order to be transferred to the implementation level. In this level, the information system is generated from different technologies for supporting the needs of the cluster organization. The KMS which is an outcome of the Model Suite is applied to a handicraft cluster in Thailand as our case study. It allows cluster members to create, share, and reuse the knowledge via a collaborative knowledge card module which is proposed in our study. The scenarios are presented in order to demonstrate how the KMS improves the collaboration and knowledge sharing among the members. Moreover, we also present the integration of the knowledge and collaboration services of the system in order to facilitate the knowledge users to retrieve the knowledge from the system via mobile device anywhere and anytime.

Cette thèse aborde la composition de services à un niveau « métier » : un processus métier est vu comme une composition de services permettant de réaliser un objectif en tenant compte d’informations contextuelles sur l’environnement. En outre, dans ces travaux de recherche, l’idée de rendre persistante les compositions est développée à des fins de réutilisation et de partage.L’approche PAX propose des modèles de spécification de compositions avec différents niveaux d’abstraction. Au niveau intentionnel, une composition de services est vue comme une composition de buts métier. À un niveau orchestré, une composition de services est spécifiée comme un processus métier dont les activités sont abstraites. À un niveau exécutable, une composition de services est un processus métier pour lequel les activités sont réalisées par des services identifiés. À un niveau trace, une compose de services est vue comme la trace de l’exécution d’un processus métier mis en œuvre par invocation de services.L’approche PAX fournit aussi une démarche flexible et de type co-ingénierie pour la définition de processus métier satisfaisant un besoin métier et basée sur la réutilisation de services et de composition de services. La démarche proposée est flexible dans la mesure où la réalisation de certaines activités est dépendante du contexte de mise en œuvre de l’approche PAX. La démarche est de type co-ingénierie : elle suggère de faire participer les acteurs métier à la conception d’un processus, i.e. d’une composition de services, pendant son exécution. La démarche de type co-ingénierie assure l’alignement entre le besoin métier et le processus permettant de le satisfaire. / This research work deals with the services compositions at a business level: a business process is seen as a composition of services to achieve an objective, taking into account contextual information on the environment. Also, in this research, the idea of considering the compositions as a persistent artefact is developed for reuse and sharing purposes.The PAχ approach offers models of compositions in order to specify compositions at different levels of abstraction. At the intentional level, a composition of services is seen as a composition of business goals. At the orchestrated level, a composition of services is specified as a business process in which some activities and operations are abstract. At the executable level, a composition of services is a business process in which the activities are carried out by identified services. At the trace level, a composition of services is seen as the trace of the execution of a business process implemented by invocation of services. The PAχ approach provides a flexible approach based on co-engineering paradigm for defining business processes which satisfies a business need and based on the reuse of services and composition of services. The proposed approach is flexible because the realization of activities depends of the context in which the PAχ approach is deployed. The approach is based on co-engineering paradigm: it suggests involving business actors to design a process, i.e. a composition of services during execution. Co-engineering improves alignment between business needs and processes to satisfy these needs.

Depuis près de 20 ans, l’ingénierie vasculaire est en plein essor, tentant d’apporter des solutions durables dans le traitement de pathologies cardio-vasculaires dont l’incidence est croissante. Utilisés pour le remplacement ou le pontage de vaisseaux obstrués voire lésés, les substituts vasculaires de petit calibre présentent encore des limites importantes, induisant, à plus ou moins court terme, le développement d’hyperplasie intimale ou de thrombose. Les multiples exemples de substituts vasculaires issus de l’ingénierie tissulaire décrits dans la littérature témoignent des difficultés rencontrées pour obtenir une prothèse qui réunirait à la fois des propriétés mécaniques adaptées au site d’implantation et des propriétés biologiques optimales pour assurer la fonction vasculaire. C’est dans cette problématique que se situe cette étude dont l’objectif est de définir la composante matricielle et la composante cellulaire idéales pour un substitut vasculaire de petit calibre. Pour cela, nous nous sommes intéressés aux hydrogels physiques de chitosane, dont les propriétés d’hémocompatibilité et de biorésorption sont reconnues. La composition physico- chimique adéquate d’un point de vue biologique et mécanique a été déterminée afin d’élaborer des tubes qui ont été par la suite endothélialisés. Par ailleurs, le mécanisme d’alignement cellulaire en réponse à un flux laminaire de type artériel, a été particulièrement étudié car il constitue un phénomène d’adaptation des CEs aux contraintes mécaniques perçues in vivo par l’endothélium. Cette caractérisation a permis de mettre en évidence le rôle essentiel d’IQGAP1 dans ce processus et d’initier une seconde étude visant la compréhension du mécanisme d’adhésion des CEs sur le chitosane. Finalement, en alliant recherche fondamentale et recherche appliquée nous avons élaboré un substitut vasculaire cellularisable in vitro et implantable in vivo. / Abstract

La reconstruction de lésions osseuses complexes reste un défi dans le domaine de la chirurgie orthopédique et maxillo-faciale. A ce jour, la technique de référence reste la greffe d’os autologue. Cependant cette technique présente de nombreuses limites (risque d’infection, morbidité au site de prélèvement). Dans ce contexte, l’ingénierie tissulaire peut apporter des solutions de reconstruction innovantes. En effet l’utilisation de matrices ostéoconductrices et ostéoinductrices permettrait de remplacer l’autogreffe. Le premier objectif de ce travail a été de mettre au point une matrice de polysaccharides, contenant des particules d’hydroxyapatite (HA) dopées avec du strontium (Sr), afin de stimuler à la fois la régénération osseuse, mais également l’angiogenèse. Les résultats obtenus in vitro et in vivo nous ont permis d’optimiser la formulation de cette matrice, en termes de quantités de particules d’hydroxyapatite dopées par différents taux de substitution en strontium, dispersées au sein de la matrice. La deuxième partie de ce travail a été consacrée à l’application de cette matrice à la technique de Masquelet afin de remplacer l’utilisation de l’autogreffe. Cette procédure chirurgicale en deux temps, basée sur la formation d’une membrane induite, est utilisée fréquemment en chirurgie orthopédique et maxillo-faciale. Le premier temps opératoire utilise un ciment chirurgical, le (poly(méthyl)méthalcrylate, PMMA) qui entraîne la formation d’une membrane induite vascularisée. Notre travail a été de remplacer ce ciment par du silicone et d’étudier l’influence de la radiothérapie sur la qualité et la fonction de la membrane ainsi formée. Les premiers essais d’évaluation de cette matrice ont été réalisés chez le rat après résection segmentaire du fémur, suivie d’une procédure de radiothérapie. Les perspectives de ce travail sont d’évaluer la performance de cette matrice dans une lésion mandibulaire de grand volume, après irradiation, chez le gros animal. / Reconstruction of large and complex bone defects remains a challenge for orthopaedic and maxillo-facial surgery. The gold standard strategy for bone reconstruction is the autologous bone graft. However, this approach still exhibits some limitations (infection risks, morbidity at the donor site). In this context, tissue engineering can provide innovative solutions for bone reconstruction. Indeed, the use of osteoconductives and osteoinductives matrices could replace autograft. Based on previous data obtained by our laboratory, the first objective of this work was to develop a composite matrix of polysaccharides containing hydroxyapatite (HA) particles doped with strontium (Sr), to stimulate both bone formation and angiogenesis. In vitro and in vivo results allow us to optimize the amount of HA particules and the ratio of Sr-substitution within the polysaccharide-based matrix. The second part of this work was to apply this biomaterial in the context of Masquelet approach. These two time procedure surgery, based on the formation of an induced membrane, is commonly used in orthopaedic and maxillo-facial surgery. The first chirurgical step uses a surgical cement (poly(methyl)methalcrylate, PMMA) to promote around it the formation of a vascularized membrane. Our work was to replace this cement by silicone and to study the influence of radiotherapy treatment on the quality and the function of this induced membrane. The first preclinical evaluation of this matrix has been performed on a rat femoral segmental bone defect, followed by a radiotherapy procedure. The perspectives of this work are to evaluate the performances of this matrix on irradiated segmental mandibular bone defect in large animal.

Ce travail est consacré à l'étude de l'ingénierie des joints de grains dans les superalliages à base de Nickel pour disques de turbines aéronautiques. L'ingénierie des joints de grains a montré son efficacité dans l'amélioration des propriétés en fatigue et en fluage dans certains alliages de cuivre et de nickel. Cette amélioration est obtenue en réalisant une succession de déformations à température ambiante séparées par des traitement thermiques. Ce traitement a pour objectif de modifier la distribution du réseau de joints de grains. L'objectif de l'étude est d'adapter ces traitements au procédé du forgeage à haute température des superalliages. Une étude expérimentale est menée pour mettre en évidence l'influence des paramètres de forgeage sur les caractéristiques du réseau de joints de grains. La caractérisation de ce réseau est faite grâce à la réalisation de cartographies d'orientations cristallographiques par EBSD. Une méthode de caractérisation innovante basée sur la discrétisation des cartographies en réseaux de points triples est proposée. Cette méthode permet d'analyser la connectivité du réseau de joints de grains en vue d'une corrélation avec les propriétés mécaniques. / This work is dedicated to the study of Grain Boundary Engineering in Ni-based superalloys for aircraft turbine disk. The grain boundary engineering has proven its efficiency for the improvement of the fatigue and creep properties of copper and nickel alloys. This improvement is achieved by performing a succession of room temperature deformations interspaced by heat treatments to modify the distribution of the grain boundary network. The aim of the study is to adapt these processes to high temperature forging of superalloys. An experimental study is achieved to highlight the influence of forging parameters on the grain boundary network. The characterization of the grain boundary network is made through the completion of crystallographic orientation mapping by EBSD. An innovative characterization method based on the discretization of orientation maps in a triple junction network is proposed. This method allows to analyze the connectivity in the grain boundary network with the objective of a correlation with mechanical properties.

Plusieurs études rapportent l’intérêt de structures poreuses synthétiques reproduisant la micro-architecture osseuse pour obtenir une régénération des pertes de substance osseuses. La fusion laser sélective de titane permet de fabriquer des implants poreux aux propriétés mécaniques très proches de celles de l’os et au potentiel d’ostéointégration élevé. Néanmoins, la recolonisation osseuse des pores de ces implants peut être limitée par leurs propriétés élastiques que nous considérons surdimensionnées. Nous avons mis au point une étude expérimentale chez la brebis afin d’évaluer l’influence des propriétés élastiques de ces implants, utilisés dans des pertes de substance mandibulaires, sur leur recolonisation osseuse. Des implants poreux et contrôles permettant une reprise intégrale de la sollicitation mécanique ont été développés. Deux groupes de six brebis ont été équipés d’implants poreux et d’implants contrôles controlatéraux de raideur variable. La régénération osseuse au sein des implants a été évaluée par caractérisation mécanique des interfaces os–implant et par la mesure du volume osseux néoformé à partir d’acquisitions micro-CT. Les implants poreux ont permis une meilleure régénération osseuse que les implants contrôles. Les implants poreux à la raideur la plus basse ont montré une régénération osseuse significativement plus élevée que les autres implants poreux. Un modèle en éléments finis a été développé afin d’optimiser la fixation des implants et la transmission des contraintes aux interfaces os-implant. / Several articles report on the regeneration of bone defects using synthetic porous structures mimicking bone micro-architecture. Porous implants exhibiting mechanical properties close to that of bone tissue with enhanced osseointegration ability can be manufactured by means of selective laser melting of titanium. However, bone growth into the pores of such implant could be limited due to oversized elastic properties. We implemented an experimental study with ewes to assess the influence of the overall stiffness of these implants on bone ingrowth in critical-size mandibular defects. Fully load-bearing porous and control implants of varying overall stiffness were developed and implanted in two groups of six ewes. Bone ingrowth was assessed by mechanical characterization of bone-implant interfaces and by the measurement of the newly formed bone volume using micro-CT imaging. Higher bone ingrowth was identified in porous implants compared to control implants. Low-stiffness porous implants exhibited significantly higher bone ingrowth as compared to porous implants with stiffness closer to that of the missing bone. A finite elements model was developed to improve bone fixation of the implant and load transfer through the bone-implant interfaces.